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教育部能源國家型科技人才培育計畫── 臺東縣中小學能源科技教育推動中心

教育部能源國家型科技人才培育計畫── 臺東縣中小學能源科技教育推動中心. 能源科學動手做 指導單位：教育部 主持人：卓世宏校長 教學者：蔡振明 http://creative-science.hlc.edu.tw/ 科學教育 跨縣市 創意社群. 課程概要. 能源介紹 節能省錢小妙方─居家 減碳新能源─氫能源

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教育部能源國家型科技人才培育計畫── 臺東縣中小學能源科技教育推動中心

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  1. 教育部能源國家型科技人才培育計畫── 臺東縣中小學能源科技教育推動中心 能源科學動手做 指導單位：教育部 主持人：卓世宏校長 教學者：蔡振明 http://creative-science.hlc.edu.tw/ 科學教育 跨縣市 創意社群

  2. 課程概要 • 能源介紹 • 節能省錢小妙方─居家 • 減碳新能源─氫能源 • 節能省錢小妙方─交通 • 減碳新能源─太陽光能 • 減碳新能源─太陽熱能 • 節能省錢小妙方─ 燈具的選擇 • 減碳新能源─海洋能 • 節能省錢小妙方─飲食 • 減碳新能源─生質能 • 節能省錢小妙方─改變想法，利很大！ • 減碳新能源─風力與空氣

  3. 能源介紹 • 廣義的能源： 可以「作功」的能力，功 = 力 ×距離 (教具操作4項) 接觸力：推力、拉力、彈力、摩擦力等 非接觸力：引力、磁力、靜電力等 • 狹義的能源： 一、傳統能源：石油、天然氣、煤、核能、可燃冰等 二、潔淨能源 (一)再生能源：（取之不盡、用之不竭的能源） 「風」力、「水」力、「生」質能 「地」熱、「太」陽能、「海」洋能 (二)氫能源、淨煤等

  4. 能源轉化─能量守恆(教具操作2項：位能→動能，動能→熱能)能源轉化─能量守恆(教具操作2項：位能→動能，動能→熱能)

  5. 能源效率─能量混亂(失序) • 能的總量雖然不會因轉換而消失，但是它卻無法完全轉換成我們所需要的形式。 • 例如：石油( 100 J ) →發電廠( 35 J ) → 輸電線路 →家庭( 30 J ) →電器用品( 5 J ) (教具操作1項) • 如何降低能量混亂，增加能源效率，是人類共同努力的方向──請大家選用 節能標章產品，就可以增加能源效率！

  6. 節能省錢小妙方─居家 • 碳足跡：生活產生的二氧化碳(溫室氣體) 電(1度)：產生0.6公斤二氧化碳 水(1度)：產生0.2公斤二氧化碳 垃圾(1公斤)或汽油(1公升) ：產生2公斤二氧化碳 我國每人每天產生30公斤二氧化碳(亞洲第1名、世界第18名) • 冷氣機、電熱水器、飲水機、電暖器等，是家庭最耗電的電器，請適當使用定時設備。 • 適當選擇洗澡熱水器 (1)熱泵熱水器……(35度電)　→注意購置、維修費用問題 (2)太陽能熱水器…(45度電) (3)瓦斯熱水器……(50度電) (4)電熱水器………(100度電) • 台電對省電家庭，有電價優惠，最高可減價20-35％。

  7. 減碳新能源─氫 • 含氫化合物， 如：水、沼氣、甲醇、酒精 • 氫能源產品原理： （1）燃料電池(電化學反應) 氫＋氧＋催化劑＋質子交換隔膜 →電＋水＋熱 氫的儲存：液氫、合金、氨、苯等 （2）氫燃料（教具操作2項） 水 →電解 →氫+氧 →氫可燃燒(氧可助燃) 2H2O → 2H2↑+ O2↑ (排水集氣法)

  8. 節能省錢小妙方─交通 • 駕駛汽機車，勿猛加油門。 • 冷車即可緩慢行駛，不需暖車。 • 合成機油可使用1萬公里以上，不需5千公里更換一次。(機油是高污染產品) • 提早出門，不趕時間，自然就會想去搭公共交通工具。 • 自己開車出遠門，不但費用較高，而且排碳量是火車的40倍，公車的20倍。

  9. 減碳新能源─太陽光能 • 太陽光能 →晶矽→電能(教具操作2項) • 晶矽分類：單晶矽、多晶矽 由二氧化矽(砂子)提煉純化而成 • 晶矽以外材料：砷化物、聚合物、有機物等

  10. 減碳新能源─太陽熱能 • 凹面鏡 →集熱 →啟動溫差引擎(或熔鹽) →帶動發電機 →發電（教具操作2項） • 澳、美、義等國已投資此類新能源。

  11. 節能省錢小妙方─ 燈具的選擇 （1）省電燈泡「發光效率」是鎢絲燈泡的6倍。 （2）毛玻璃省電燈泡「發光效率」是鎢絲燈泡的5倍。 （3）LED神明燈(小夜燈) 「發光效率」是鎢絲燈泡的3倍 （4）LED崁燈「發光效率」是鹵素崁燈的5倍。 （5）以T5燈管代替普通T8燈管，可增加「發光效率」70 ％。 （6）以三波長T8燈管代替普通T8燈管，可增加「發光效率」 40 ％。 (1英吋= 8分， T8 =燈管直徑 8分) （7）勿以省電燈泡取代日光燈管─省電燈泡不比日光燈管省 電。 結論：細的比粗的好；直的比彎的好；沒包的比有包的好； 三波長比普通燈管好。 (操作教具2項) (註：以上數據未將燈具的色溫、演色性、輝度列入考慮)

  12. 海洋能 海洋溫差、鹽差、波浪、潮汐、洋流 (操作教具1項)

  13. 節能省錢小妙方─飲食 出門帶水壺，減碳百萬噸， 省錢萬三三，少肥十公斤！ 如果每人每天喝1瓶礦泉水，全國每年將增碳100萬公 噸！以每瓶15元計算，一個人60年累積下來，金額亦將 高達33萬元！(教具說明1項─瓶胚) 三餐吃全穀，減碳十五萬； 粗食有餘香，精製傷身體！ 國人每年消費白米、白麵粉約250萬公噸，精製過程 耗電2.3億度，增碳15萬公噸。 盡量購買季節盛產的生鮮「食物」，少購買 加工「食品」。 法國哲人盧梭：「自然事物，經過人手，必定變壞！」

  14. 生質能 植物、沼氣、有機廢棄物 產生的能源。 (教具操作1項)

  15. 節能省錢小妙方─改變想法，利很大！ • 購物時，請您「用力想」：這東西我真的需要嗎？舊的不能用了嗎？慢點買，最後往往會發現：「我好像不需要那件東西了！」 • 每天少打1小時線上遊戲，一年可省電700元。 這1小時如果來做自己喜歡的「流汗運動」，一年可減肥2公斤，不但自己少生病，還可結交許多喜歡運動的朋友，生活會更愉快，也降低健保局與醫生的負擔。

  16. 減碳新能源─風力與空氣 • 丹麥、中國、德國、西班牙、美國已廣設風力發電。 其中丹麥的風力發電量，佔全國總電量的20％以上； 中國風力發電量僅次於丹麥。（教具操作1項） • 利用空氣的減碳新產品（教具操作1項） 1.利用空氣取熱─熱泵熱水器 2.壓縮空氣汽車─空氣可以推動活塞，還產生？(凝結核)

  17. 教育部能源國家型科技人才培育計畫 臺東縣中小學能源科技教育推動中心 謝謝您的聆聽！

  18. 地熱(補充資料) 含於地下土壤、岩石，蒸氣或溫泉之能源。

  19. 小觀念、省很大(補充資料) • 全國一年食用白米（含白麵粉）250萬噸，增加耗電2.3億度，增碳15萬噸。 （改吃糙米、全麥等全穀類，如何？） • 全國一年廁所衛生紙12萬噸，處理費用6億元，增碳18萬噸。（衛生紙丟入馬桶，如何？） • 全國一年飲用瓶裝水8億瓶，耗費120億元，增碳12萬噸。（出門自備水壺，如何？） • 全國一年使用機油1億公升，耗費200億元，後續污染狀況不明。 （延長機油使用里程，如何？）

  20. 各國每度電產生的碳足跡(補充圖表)引用自：徐遐生（2008）。全球暖化與能源危機。科學人雜誌（2008/12專輯）。各國每度電產生的碳足跡(補充圖表)引用自：徐遐生（2008）。全球暖化與能源危機。科學人雜誌（2008/12專輯）。

  21. 流明與勒克斯換算(補充說明) 流明與勒克斯之換算(概數) 流明(lm)：光通量單位(單位時間內的有效光能) 勒克斯(lx)：照度單位(lm/平方米)，每平方米所接收之光通量。 1勒克斯=1流明的光通量均匀分布在1平方米面積上的照度 如果在燈源前0.3公尺測得照度(光分散的範圍=半徑0.3公尺球形表面積) 其發光效率(lm/W)計算方式如下： lm/W =lx × 半徑0.3公尺球形表面積/W =lx(4π0.09)/W =lx/W × 1.13 ≒ lx/W (概數)

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